Memoire Online - Evaluation des performances d’un systeme de traitement d’eau par osmose inverse

Pour une analyse large des résultats trouvés, enregistrés dans les tableaux ci-dessous, et pour savoir plus sur la qualité de l'eau à travers les différentes étapes de traitement, ainsi sur l'efficacité du procédé d'osmose inverse.

Les tableaux 1 et 2, récapitulent les paramètres ainsi que les résultats d'analyses physico-chimiques effectuées sur l'eau de forage avant et après le traitement.

Tableau 1: Caractéristiques physico-chimique de l'eau de forage après injection d'hypochlorite de Sodium

Paramètres	pH	Conductivité	TH Total	TH Ca	TA	TAC	SiO2	Cl-	Cl2	Fe	Mn	Al
Echantillons	pH	Conductivité	TH Total	TH Ca	TA	TAC	SiO2	Cl-	Cl2	Fe	Mn	Al
Normes	6,5-9	<1000uS/cm	<1 °F	0°F	0°F	<1,5°F	4 ppm	<3°F	1,5- 3ppm	<3 ppm	1,2 ppm	0 ppm
N1	7,63	2219,1	80,95	54,43	0	28,25	2,76	44,26	0,17	0,22	0,24	0,05
N2	7,6	2195,3	84,2	56	0	31,27	6,68	49,13	0,16	0,54	0,27	0,04
N3	7,44	2161,3	81,87	52,67	0	30,53	3,2	49,4	0,16	0,68	0,23	0
N4	7,55	2135	78,53	52,8	0	30	2,18	48,4	0,15	1,83	0,2	0
N5	7,63	2081	76,73	50,07	0	28,07	6,82	45,87	0,11	0,36	0,2	0,04
N6	7,64	2199	83,07	55,93	0	30,33	7,04	49,47	0,11	0,42	0,24	0,05
Moyenne	7,581666 7	2165,11667	80,89	53,65	0	29,74	4,78	47,75	0,14	0,67	0,23	0,03

Paramètres	pH	Conductivité	TH Total	TH Ca	TA	TAC	SiO2	Cl-	Cl2	Fe	Mn	Al
Echantillons	pH	Conductivité	TH Total	TH Ca	TA	TAC	SiO2	Cl-	Cl2	Fe	Mn	Al
Normes	6,5-9	<1000uS/cm	<1 °F	0°F	0°F	<1,5°F	4 ppm	<3°F	1,5- 3ppm	<3 ppm	1,2 ppm	0 ppm
N1	6,76	27,02	0	54,43	0	0,43	0,03	1,39	0 ,07	0,03	0,09	0,05
N2	6,76	32,7	0	56	0	0,50	0,08	1,50	0 ,07	0,01	0,12	0,04
N3	6,71	31,93	0	52,67	0	0,47	0,04	1,53	0,06	0,01	0,09	0
N4	6,88	32,77	0	52,80	0	0,53	0,13	1,50	0,06	0,04	0,06	0
N5	6,89	28,5	0	50,07	0	0,5	0,09	1,50	0,03	0,03	0,10	0,04
N6	6,78	30,83	0	55,93	0	0,5	0,08	1,50	0,06	0,08	0,11	0,05
Moyenne	6,8	30,62	0	53,65	0	0,488	0,074	1,486	0,058	0,05	0,095	0,03

Les mesures du pH des différentes eaux analysées sont montrées dans la figure suivante :

Selon les données concernant le pH, il est constaté que l'eau de forage relativement neutre. En effet, les pH obtenus varient entre 7 et 8. A la sortie de l'osmoseur, une réduction de pH est enregistrée, elle est l'ordre de ?pH = 0,8. Cette variation est due principalement à la déminéralisation de l'eau, car les membranes d'Osmose Inverse retiennent les sels minéraux y compris les ions hydrogénocarbonate. Une eau osmosée de pH 6,8 environ est conforme à la norme.

Les résultats obtenus précédemment sur l'alcalinité sont représentées dans la figure suivante.

Figure 15: Variation de l'alcalinité de l'eau à l'entrée et à la sortie du système d'OI

D'après ces résultats ; on observe une réduction importante de la valeur de TAC, entre l`entrée et la sortie d'eau, elle est d'environ 29,47°F et ceci donne un rendement d'élimination de 98,23%. Toutes ces valeurs sont nettement suffisantes et indiquent le bon fonctionnement de l'osmoseur, en effet la majorité des ions carbonates, hydrogénocarbonates sont retenus par les membranes, ce qui traduit une faible alcalinité dans l'eau osmosée.

Les résultats obtenus concernant le Titre Hydrométrique des différents échantillons analysés sont présentés dans la figure suivantes :

Les résultats obtenus montrent que la moyenne des TH de l'eau à traiter est de 80,89°F, alors que celle de l'eau osmosée est nul pour les six échantillons analysés. Cela indique une élimination complète des ions carbonates de calcium et de magnésium dans l'eau osmosée, donc ces ions sont retenus totalement par la membrane d'osmoseur et par la suite entrainées dans les rejets. Tous les résultats de TH obtenus sont conformes aux normes, et attestent le bon état des membranes d'osmoseur qui empêchent le passage des ions CaCO3 et MgCO3.

Les résultats obtenus concernant les teneurs en chlorures des différents échantillons d'eau analysées sont illustrés dans le tableau 3 et la figure 15.

Figure 17: Variation de la teneur en chlorures à l'entrée et à la sortie de l'osmoseur

Le tableau 3 indique les concentrations du chlorure dans l'eau brut et le perméat. Les rétentions finales ne sont pas 100% mais égale à 96,9 % environ pour l'échantillon 3. Globalement les valeurs du taux de Cl^- obtenues sont conformes aux normes, en effet des rendements très élevés ont été calculés pour les six échantillons d'eau analysés, soit une moyenne de 96,89% des chlorures totale éliminés par les membranes d'osmoseur. Ces résultats peuvent confirmer l'activité optimale des membranes.

Les résultats obtenus concernant la teneur en chlore des différents échantillons analysés sont présentés dans le tableau 4 et la figure 16.

Cl2 (ppm)	Entrée	Sortie
Echantillon	Entrée	Sortie
N1	44,26	1,39
N2	49,13	1,5
N3	49,4	1,53
N4	48,4	1,5
N5	45,87	1,5
N6	49,47	1,5
Moyenne	47,75	1,486

A partir du tableau 4, nous observons que la concentration du chlore est faible dans l'eau brute. Bien que des concentrations de l'ordre de 0,01 mg/l ont été enregistrées dans l'eau osmosée, Cela s'expliquent par l'insuffisance de déchloration. Il est important à signaler que les membranes d'OI sont très sensible au chlore, l'accumulation de ce gaz sur la surface des membranes

accélère le processus de dégradation et réduit ainsi la durée de vie de ces membranes.

Le tableau 5 montre que les taux de rejet en silice sont élevés (98,43%) c'est un facteur positif pour l'amélioration de la qualité de l'eau osmosée.

Teneur en silice (mg/L)	Entrée	Sortie	Taux de rejet
Echantillon	Entrée	Sortie	Taux de rejet
N1	2,76	0,03	98,91
N2	6,68	0,08	98,8
N3	3,2	0,04	98,75
N4	2,18	0,13	94,4
N5	6,82	0,09	98,68
N6	7,04	0,08	98,86
Moyenne	4,78	0,074	98,43

Figure 19: Variation de la teneur en silice à l'entrée et à la sortie de l'osmoseur

Le tableau 6 et la figure 17 présentent la variation de la concentration en fer au après traitement pour les six échantillons analysés.

Teneur en fer (ppm)	Entrée	Sortie
Echantillon	Entrée	Sortie
N1	0,22	0,03
N2	0,54	0,01
N3	0,68	0,01
N4	1,83	0,04
N5	0,36	0,03
N6	0,42	0,08
Moyenne	0,67	0,05

Figure 20: variation de la teneur en fer à l'entrée et à la sortie de l'osmoseur

D'après la figure 18, on remarque que l'eau de forage à l'entrée de l'unité d'OI contient une faible valeur de fer (0,67 mg/l). En outre, le traitement de l'eau par OI à permet de réduire la concentration moyenne du fer jusqu'au 0,05 mg/l pour les six échantillons analysés, soit un taux de rejet moyen de 92,53%.

Le tableau 7 montre les résultats obtenus lors des analyses microbiologiques effectuées sur l'eau osmosée.

Paramètres analysés	Méthodes utilisés	Résultats en UFC	Critères microbiologiques
Germes aérobies à 36°C	NF en ISO 6222: Juillet 1999	0/mL	<20/mL
Germes aérobies à 22°C	NF en ISO 6222: Juillet 2000	0/mL	<100/mL
Coliformes totaux	ISO 9308-1 Septembre 2014	0/100mL	0/100 mL
Escherichia Coli	ISO 9308-1 Septembre 2015	0/100mL	0/100 mL
Entérocoques intestinaux	NF en ISO 7899-2: août 2000	0/100mL	0/100 mL
Pseudomonas aeruginosa	NF en ISO 16266: août2008	0/100mL	0/100 mL
Anaérobies sulfito-réducteurs	NF en ISO 26461-2 :juillet 1993	0/50mL	0/50 mL
Salmonella spp.	NF en ISO 19250: juin 2013	absence	absence
Vibrio Cholerae	CNR cholera/IPP	absence	absence

Les résultats du tableau VIII indiquent que l'eau osmosée ne renferme aucun microorganisme, en effet les membranes des quatre osmoseurs font barrières à ces germes, en empêchant leurs passages, ainsi l'action de l'hypochlorite de sodium qu'est utilisé comme désinfectant à contribuée grandement à l'élimination de ces microorganismes. Donc les résultats des analyses microbiologiques obtenues sont conformes aux normes et à la réglementation selon la norme camerounaise.

3. Interprétation des mesures de performance de l'osmose inverse Le tableau 8 résume les résultats obtenus concernant les paramètres de performances de l'osmoseur

Ce tableau, permet de déduire les différents éléments caractéristiques de l'unité osmose inverse, ainsi que l'évaluation de la performance de l'osmose inverse.

Le taux de conversion est connu comme le rapport entre la quantité ou le débit d'eau osmosée sur celle ou celui de l'eau brute entrant dans l'installation. En effectuant ce calcul on obtient un taux de conversion de 71,43%. Du point de vue technique, un taux de conversion élevé va se traduire par une augmentation importante de la salinité de la saumure et de sa pression osmotique, cela va diminuer la pression efficace. Ces résultats sont généralement très acceptables et montrent la capacité des membranes d'osmoseurs à traiter une grande quantité d'eau brute.

Il s'agit donc ici de la capacité des membranes d'osmoseur à déminéraliser une eau. En se servant des valeurs contenues dans le tableau 8, on peut donc obtenir un taux de rejet de 97,74% et un taux de passage de sels dans le perméat de 2,26%. Les résultats obtenus montrent une élimination quasi-totale de la matière minérale contenus dans l'eau brute, ce qui est conforme aux performances d'un osmoseur qui doit avoir un taux de rétention des sels d'au moins 95%.

(Débit perméat x conductivité perméat) + (débit concentrât x conductivité concentrât) = 14644,35

Nous pouvons donc ainsi remarquer que nous obtenons deux valeurs différents, nous effectuerons donc un quotient de ces deux valeurs afin d'en obtenir un pourcentage qui nous permettra donc de diagnostiquer si nous devons étalonner notre appareil.

Evaluation des performances d’un systeme de traitement d’eau par osmose inverse

Chapitre III : RESULTATS ET DISCUSSION